衛(wèi)星電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作的實(shí)踐

◎北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部 姜東升

衛(wèi)星電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作的實(shí)踐

◎北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部 姜東升

衛(wèi)星電源分系統(tǒng)單機(jī)產(chǎn)品保證工作的對(duì)象是電源分系統(tǒng)單機(jī)產(chǎn)品。電源類單機(jī)產(chǎn)品是構(gòu)成衛(wèi)星的基本單元，是最基礎(chǔ)的質(zhì)量管理環(huán)節(jié)，也是型號(hào)質(zhì)量與可靠性的基礎(chǔ)。電源類單機(jī)一旦出故障，往往會(huì)造成任務(wù)降級(jí)或整星失效，因此電源分系統(tǒng)單機(jī)類產(chǎn)品的產(chǎn)品保證工作尤其重要。

電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作是針對(duì)電源單機(jī)產(chǎn)品研制特點(diǎn)開展的產(chǎn)品保證工作策劃、研究，是在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)全過程進(jìn)行的一系列有計(jì)劃、有組織的技術(shù)和管

理活動(dòng)，目的是使電源產(chǎn)品達(dá)到客戶規(guī)定的各項(xiàng)要求并能安全、可靠的運(yùn)行。電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作的核心是確保電源產(chǎn)品的性能達(dá)到用戶要求，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)研制、生產(chǎn)活動(dòng)事前有計(jì)劃，事中、事后可檢查。其貫穿衛(wèi)星電源產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、交付和使用全過程。

一、電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作的特點(diǎn)

電源分系統(tǒng)產(chǎn)品是航天器非常關(guān)鍵的產(chǎn)品，為衛(wèi)星壽命期各個(gè)飛行階段產(chǎn)生、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)和管理電能，為用電負(fù)載提供電功率。其按功能主要可分為發(fā)電裝置、能源儲(chǔ)存裝置、電源控制裝置三大模塊。單機(jī)產(chǎn)品包括太陽翼、蓄電池組和電源控制器。我國大部分衛(wèi)星工作在近地傾斜軌道、太陽同步軌道、地球同步軌道和月球軌道，對(duì)電源單機(jī)產(chǎn)品各自的壽命要求不同，單機(jī)種類選擇和技術(shù)指標(biāo)要求也不相同。

電源分系統(tǒng)的研制模式為，總體向承制單位提出分系統(tǒng)單機(jī)的技術(shù)要求，承制單位向總體提供驗(yàn)收合格的太陽翼、蓄電池組、電源控制器單機(jī)產(chǎn)品，總體進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)試，組成衛(wèi)星電源分系統(tǒng)。電源系統(tǒng)產(chǎn)品研制過程是一個(gè)集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、測試于一體的系統(tǒng)性工作。

電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作的特點(diǎn)如下：

一是電源單機(jī)產(chǎn)品為全外協(xié)產(chǎn)品，有的甚至是航天系統(tǒng)外的單位。這些外協(xié)單位的產(chǎn)品質(zhì)量保證模式與中國空間技術(shù)研究院產(chǎn)品保證體系不同，需要著重做好產(chǎn)品保證要求的層層傳遞和落實(shí)工作。

二是部分外協(xié)產(chǎn)品存在零部件二次外協(xié)的情況，如何管控好二次外協(xié)單位的資質(zhì)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，做到產(chǎn)品保證要求的有效傳遞是工作的重點(diǎn)。

三是太陽翼為機(jī)電一體化產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，存在多個(gè)廠所不同工序交叉研制的狀態(tài)，產(chǎn)品保證工作需要多頭管理。

四是電源單機(jī)產(chǎn)品目前新技術(shù)、新研制產(chǎn)品增多，研制和生產(chǎn)周期要求短，批量小，部分產(chǎn)品技術(shù)成熟度低。

五是蓄電池組為電化學(xué)產(chǎn)品，產(chǎn)品殼體的密封性和安全性是影響產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵特性，同時(shí)對(duì)單體的性能一致性和電極間以及電極與殼體的絕緣有明確的要求。

二、電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作的開展

目前，北京空間飛行器總體部基于當(dāng)前型號(hào)產(chǎn)品保證管理現(xiàn)狀和特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)歐洲航天局產(chǎn)品保證管理機(jī)構(gòu)、職能及運(yùn)行模式的研究，建立了符合自身特點(diǎn)的航天產(chǎn)品保證管理體系。成立了電源單機(jī)產(chǎn)品保證工程師隊(duì)伍，與型號(hào)項(xiàng)目分系統(tǒng)研制隊(duì)伍相互配合，共同推進(jìn)電源分系統(tǒng)產(chǎn)品保證工作；從分系統(tǒng)到單機(jī)承制單位設(shè)立電源單機(jī)產(chǎn)品保證負(fù)責(zé)人，明確產(chǎn)品保證人員的職責(zé)分工和工作接口。系統(tǒng)策劃電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作，通過產(chǎn)品保證大綱和產(chǎn)品保證工作計(jì)劃落實(shí)相關(guān)工作項(xiàng)目，同時(shí)抓好產(chǎn)品保證要求向單機(jī)承制單位的有效傳遞，確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求。

1.電源產(chǎn)品保證隊(duì)伍的建設(shè)

總體部電源分系統(tǒng)單機(jī)產(chǎn)品為全外協(xié)類產(chǎn)品，外協(xié)單位負(fù)責(zé)電源產(chǎn)品研制、生產(chǎn)全過程的技術(shù)和質(zhì)量管理保證。外協(xié)單位設(shè)置了單機(jī)主任設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品首席負(fù)責(zé)，單機(jī)生產(chǎn)線產(chǎn)品保證工程師對(duì)產(chǎn)品首席/主任設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)，并相應(yīng)地配備了設(shè)計(jì)、工藝、元器件、可靠性、檢驗(yàn)等多領(lǐng)域人才。

總體部負(fù)責(zé)對(duì)電源產(chǎn)品生產(chǎn)全過程產(chǎn)品保證進(jìn)行監(jiān)督、檢查，向單機(jī)承制單位傳遞型號(hào)總體設(shè)計(jì)的產(chǎn)品保證要求，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)、驗(yàn)收和交付后的產(chǎn)品保證工作負(fù)責(zé)。型號(hào)項(xiàng)目設(shè)置產(chǎn)品保證經(jīng)理對(duì)總設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)，設(shè)置產(chǎn)品保證助理協(xié)助產(chǎn)品保證經(jīng)理對(duì)本型號(hào)進(jìn)行管理。總體部設(shè)置電源單機(jī)產(chǎn)品保證工程師對(duì)同類產(chǎn)品的產(chǎn)品保證工作進(jìn)行管理，其通過與承制單位單機(jī)生產(chǎn)線產(chǎn)品保證工程師的接口，將總體部的產(chǎn)品保證管理體系延伸到單機(jī)承制單位的研制生產(chǎn)活動(dòng)中，指導(dǎo)和監(jiān)督單機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品保證工作。雙方形成的管理關(guān)系如圖l所示。

圖1 總體和承制單位的產(chǎn)品保證管理關(guān)系圖

總體部對(duì)電源單機(jī)產(chǎn)品采取矩陣式管理模式，實(shí)現(xiàn)型號(hào)項(xiàng)目管理和專業(yè)產(chǎn)品化層面兩個(gè)維度的管理。型號(hào)產(chǎn)品保證經(jīng)理及助理通過型號(hào)產(chǎn)品保證大綱等文件體系，以系統(tǒng)化、規(guī)范化的方式確保系統(tǒng)集成、產(chǎn)品選型、適應(yīng)性改造以及總裝、測試等技術(shù)活動(dòng)的質(zhì)量；單機(jī)產(chǎn)品保證工程師通過執(zhí)行技術(shù)規(guī)范和運(yùn)行質(zhì)量管理體系，確保被選用產(chǎn)品的生產(chǎn)性能和質(zhì)量。

2.電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作策劃

電源單機(jī)產(chǎn)品保證策劃的目的是規(guī)范產(chǎn)品保證活動(dòng)，提升產(chǎn)品保證能力，保證產(chǎn)品研制過程風(fēng)險(xiǎn)可控，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，滿足用戶要求。電源單機(jī)研制啟動(dòng)初期，電源單機(jī)產(chǎn)品保證工程師在對(duì)用戶及衛(wèi)星總體的產(chǎn)品保證要求、衛(wèi)星任務(wù)特點(diǎn)以及對(duì)本單位的產(chǎn)品保證能力進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，確定電源單機(jī)的產(chǎn)品保證工作目標(biāo)、各研制階段的產(chǎn)品保證工作項(xiàng)目，以指導(dǎo)單機(jī)產(chǎn)品研制、生產(chǎn)過程的產(chǎn)品保證活動(dòng)。

電源單機(jī)產(chǎn)品保證策劃是開展后續(xù)產(chǎn)品保證工作的重要基礎(chǔ)。通過產(chǎn)品保證策劃，可以有效識(shí)別單機(jī)產(chǎn)品保證工作的重點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，提前采取針對(duì)性措施，實(shí)現(xiàn)單機(jī)產(chǎn)品保證管理工作的重心前移。

電源單機(jī)產(chǎn)品保證策劃是根據(jù)產(chǎn)品研制任務(wù)書、衛(wèi)星總體產(chǎn)品保證要求、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、產(chǎn)品技術(shù)要求等輸入文件，結(jié)合本單位的產(chǎn)品保證體系，對(duì)電源單機(jī)的產(chǎn)品保證工作要素進(jìn)行全面梳理和識(shí)別，結(jié)合單機(jī)產(chǎn)品研制技術(shù)流程確立產(chǎn)品保證各項(xiàng)工作時(shí)機(jī)，編制產(chǎn)品保證工作流程，完成產(chǎn)品保證計(jì)劃，產(chǎn)品保證大綱、產(chǎn)品保證要求一系列文件編制。產(chǎn)品保證策劃的流程如圖2所示。

電源單機(jī)產(chǎn)品保證策劃工作還需要開展產(chǎn)品保證文件策劃，按策劃類、過程類和總結(jié)類形成各級(jí)產(chǎn)品保證文件清單，確定相應(yīng)文件的編寫時(shí)機(jī)和責(zé)任人，建立產(chǎn)品保證文件體系（見圖3）。

通過產(chǎn)品保證文件體系，可以在用戶、承制方和外協(xié)方之間將用戶的最終產(chǎn)品保證要求逐層傳遞。以電源單機(jī)產(chǎn)品保證要求為例，型號(hào)總體單位根據(jù)用戶產(chǎn)品保證要求建立產(chǎn)品保證大綱和計(jì)劃，確保各項(xiàng)產(chǎn)品保證工作有序進(jìn)行，并對(duì)電源分系統(tǒng)下發(fā)產(chǎn)品保證要求。分系統(tǒng)負(fù)責(zé)編制相應(yīng)的產(chǎn)品保證大綱和計(jì)劃落實(shí)相關(guān)工作項(xiàng)目，對(duì)單機(jī)承制方（外協(xié)方）提出產(chǎn)品保證要求。對(duì)單機(jī)承制方二次外協(xié)的任務(wù)，協(xié)出方負(fù)責(zé)提出產(chǎn)品保證要求，并全面負(fù)責(zé)質(zhì)量保證工作。以此類推，逐層分解。同時(shí)，二次外協(xié)方、單機(jī)承制方和分系統(tǒng)分別完成各自生產(chǎn)的過程測試、檢驗(yàn)工作，并對(duì)過程中形成的產(chǎn)品保證文件，如檢驗(yàn)測試結(jié)果滿足產(chǎn)品保證要求的程度進(jìn)行評(píng)估，確保各項(xiàng)要求逐一量化落實(shí)到位，方便實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。

產(chǎn)品保證要求傳遞及閉環(huán)圖如圖4所示。

（1）電源產(chǎn)品保證大綱

電源分系統(tǒng)制定的電源產(chǎn)品保證大綱是對(duì)衛(wèi)星總體提出的產(chǎn)品保證要求的承諾，也是針對(duì)電源單機(jī)產(chǎn)品研制特點(diǎn)制定的產(chǎn)品保證活動(dòng)保證措施、資源和工作開展策劃的文件。電源產(chǎn)品保證大綱對(duì)所屬電源單機(jī)的產(chǎn)品保證九要素——產(chǎn)品保證管理、質(zhì)量保證、可靠性保證、維修性保證、安全性保證、元器件保證、原材料、機(jī)械零件和工藝保證、軟件保證的相應(yīng)工作內(nèi)容作出策劃和要求（見表1）。

圖2 電源單機(jī)產(chǎn)品保證策劃過程圖

圖3 電源單機(jī)產(chǎn)品保證文件體系

圖4 電源單機(jī)產(chǎn)品保證要求傳遞及閉環(huán)圖

電源產(chǎn)品保證大綱規(guī)定了電源產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各項(xiàng)產(chǎn)品保證活動(dòng)，重點(diǎn)關(guān)注單機(jī)承制方產(chǎn)品檢驗(yàn)大綱評(píng)審和生產(chǎn)準(zhǔn)備評(píng)審，確保檢驗(yàn)工作有效地進(jìn)行質(zhì)量控制和生產(chǎn)基線的正確一致。對(duì)關(guān)鍵重要項(xiàng)目和部件及產(chǎn)品三類關(guān)鍵特性、強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)、二次外協(xié)產(chǎn)品的產(chǎn)品保證活動(dòng)實(shí)施進(jìn)行量化管理，明確實(shí)施的時(shí)機(jī)，對(duì)其控制要求作出單獨(dú)的說明。

表1 電源單機(jī)產(chǎn)品保證大綱主要工作內(nèi)容

（2）電源產(chǎn)品保證工作計(jì)劃

電源分系統(tǒng)必須根據(jù)衛(wèi)星總體的產(chǎn)品保證要求、分系統(tǒng)制定的電源產(chǎn)品保證大綱和科研生產(chǎn)計(jì)劃，在產(chǎn)品研制啟動(dòng)階段制定電源單機(jī)產(chǎn)品保證計(jì)劃，對(duì)研制工作特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入分析，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、試驗(yàn)和驗(yàn)收過程中產(chǎn)品保證活動(dòng)目標(biāo)、工作項(xiàng)目、工作時(shí)機(jī)、責(zé)任、結(jié)果等進(jìn)行策劃，確保產(chǎn)品保證工作規(guī)范有序開展。

圖5 電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作流程圖

（3）電源產(chǎn)品保證要求

電源分系統(tǒng)單機(jī)產(chǎn)品保證工程師根據(jù)產(chǎn)品保證大綱以及其它相關(guān)產(chǎn)品保證管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)電源單機(jī)產(chǎn)品保證各要素，對(duì)單機(jī)產(chǎn)品承制單位提出產(chǎn)品保證要求，監(jiān)督落實(shí)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品保證工作事項(xiàng)。對(duì)于蓄電池和太陽翼，需要結(jié)合其特點(diǎn)制定專用產(chǎn)品保證要求，指導(dǎo)單機(jī)承制方的產(chǎn)品生產(chǎn)活動(dòng)。專用產(chǎn)品保證要求主要針對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、過程、工藝三類關(guān)鍵特性的實(shí)現(xiàn)、生產(chǎn)過程和最終結(jié)果明確量化要求與方法。電源單機(jī)產(chǎn)品保證工程師要確保制定的產(chǎn)品保證要求向下一級(jí)承制單位有效傳遞，落實(shí)到位。

（4）電源產(chǎn)品保證工作流程管理

電源單機(jī)產(chǎn)品保證流程是建立在電源單機(jī)產(chǎn)品保證工作計(jì)劃和產(chǎn)品研制技術(shù)流程基礎(chǔ)之上的，依據(jù)產(chǎn)品保證要求和產(chǎn)品研制流程劃分的研制階段，將產(chǎn)品研制全過程的產(chǎn)品保證工作項(xiàng)目細(xì)化并落實(shí)在各研制階段，形成產(chǎn)品保證工作流程圖（見圖5），指導(dǎo)電源單機(jī)產(chǎn)品保證工程師工作。

根據(jù)電源單機(jī)產(chǎn)品的研制特點(diǎn)，以單機(jī)產(chǎn)品研制技術(shù)流程為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品研制流程中各主要階段的產(chǎn)品保證工作內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，明確單機(jī)產(chǎn)品在整個(gè)研制過程所開展的產(chǎn)品保證工作項(xiàng)目、內(nèi)容和時(shí)機(jī)，明確電源單機(jī)產(chǎn)品研制過程中各項(xiàng)產(chǎn)品保證工作的責(zé)任人和參與人，工作要求、依據(jù)、完成形式及輸出物。

隨著產(chǎn)品保證體系建設(shè)的逐步成熟、產(chǎn)品保證隊(duì)伍的完善和各項(xiàng)制度的不斷健全，電源單機(jī)研制過程管理的規(guī)范化實(shí)現(xiàn)了其產(chǎn)品保證工作從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到試驗(yàn)、測試全過程可控，確保了電源單機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。